一种骨质瓷用硅酸锌结晶釉的研究

杨永红，张冬梅（唐山工业职业技术学院，河北 唐山 063200）



一种骨质瓷用硅酸锌结晶釉的研究

杨永红，张冬梅
（唐山工业职业技术学院，河北 唐山 063200）

摘 要：利用骨质瓷基础熔块釉料、氧化锌、二氧化硅为原料，以氧化铜为着色剂，成功制备出适于骨质瓷的硅酸锌结晶釉。对氧化锌含量对釉面的影响，釉浆细度对结晶釉形成的影响，釉层厚度对结晶影响的分析，烧成制度对晶花形貌的影响，器型与结晶的关系进行了探讨。

关键词：骨质瓷；硅酸锌；结晶釉；制备

骨质瓷是以动物的骨炭、粘土、长石和石英为基本原料，经过高温素烧和低温釉烧两次烧制而成的一种瓷器，因其具有透光性好、白度高、瓷质细腻、釉面光润等特点，成为深受消费者青睐的高档瓷。随着生活水平的提高，对产品的装饰要求也在不断的提高[1]。结晶釉的观赏价值极高，硅酸锌结晶釉晶花大，结晶性能好，具有较好的晶态，容易研制，是使用最多结晶系统[2]。虽然在普通陶瓷上研究结晶釉的文献较多，但由于骨质瓷特有的性质“质软烧成温度低”，目前骨质瓷上结晶釉的鲜少看到。本文研究了骨质瓷硅酸锌结晶釉的制备，将会对骨质瓷的繁荣和品牌的形成起到助推作用。

1 实验部分

1.1 原料和设备

原料：二氧化硅，分析纯；氧化锌，分析纯，氧化物，分析纯；骨质瓷基础熔块釉料，化学组成见表1。

设备：电子天平，球磨机，马弗炉，比重计。(见表 1)

表1　骨质瓷基础熔块釉料的化学组成

1.2 结晶釉的配方

本实验是在表1提供的基础釉料的配方的前提下，通过加入不同物质的含量，研究结晶釉制备的影响。

1.3 实验过程

1.3.1坯体的制备

取适量的唐山金方圆骨质瓷制造有限公司的骨质瓷注浆泥料，用模具将其注浆成型成型。泥坯素烧温度为950℃，保温10min，自然冷却备用。

1.3.2釉料的制备

先将骨质瓷基础釉料熔块磨细，晾干，备用。然后将二氧化硅、煅烧后的氧化锌、磨细的骨质瓷基础釉料熔块、氧化物按一定配比加入球磨罐中湿法球磨10～60min，料∶球∶水的比例等于1∶1.5∶0.8，球磨后过250目筛，筛余＜0.3％即可，调节釉浆的波美度。

1.3.3施釉

本实验采用浸釉的方法，浸釉釉层质地紧密，容易结晶。将施釉结束的釉片自然晾干。

1.3.4烧成

合理的烧成制度是结晶釉的成功烧制的必备条件之一。本实验的烧成温度曲线为：将上有釉料的坯体置于窑炉内，在5h内由室温匀速升至1 230℃，然后急冷10min，使温度下降至1 080℃并保持120min，最后自然冷却至室温，得到产品。

2 实验结果与讨论

2.1 氧化锌含量对釉面的影响

结晶剂氧化锌的含量对产品的结晶效果有很大的影响。经研究表明，硅酸锌的生产活化随氧化锌含量的增加而减少。他们认为釉熔体中氧化锌含量增加，导致成晶物质活化所需越过的生长势垒下降，使活化分子数或原子数目增加，从而提高了硅酸锌结晶的生长速度[3-4]。本实验所添加氧化锌的质量分数分别为的16％、18％、20％、22％、24％、26％，所用的着色剂是氧化铜。经过研究表明随着氧化锌含量增加晶花直径呈变大趋势，当氧化锌含量超过22％时，结晶连片，开始出现重叠，所以氧化锌含量在20％左右为宜。

2.2 釉浆细度对结晶釉形成的影响

根据球磨时间控制釉浆的粒度。将二氧化硅、煅烧后的氧化锌、磨细的骨质瓷基础釉料熔块、氧化铜按一定配比加入球磨罐中，再分别湿法球磨10min、20min、30min、40min、60min。控制氧化锌的质量分数为20％和施釉厚度为0.5mm时，观察釉浆细度对析出晶花的影响，实验结果见表2。

表2　釉浆细度对结晶的影响

研究表明，釉浆中各组分混合越均匀，则越有利于烧成，釉面光泽越均匀。釉浆的细度要合适，它直接影响釉浆的稠度和悬浮性、釉浆和坯料的粘附力、釉的烧成温度以及烧成制品的釉面品质。釉料各组分混合球磨时间短，各组分混合不均匀，釉面粗糙，光泽度不均匀。球磨时间过长，则施釉后干燥收缩大，容易产生裂纹，且高温反应剧烈，产生的气体不容易排出，釉面出现气泡。因此，通过实验结果表明，当氧化锌的质量分数为20％和施釉厚度为0.5mm时，釉浆各组分的球磨时间30min为宜。

2.3 釉层厚度对结晶影响的分析

适当的釉层厚度有利于晶体生长至合适的尺寸，产生良好的釉面效果[5]。为了考察釉层厚度对结晶的影响，考察了氧化锌含量在20％和釉浆各组分混合球磨时间为30min时，几种不同釉层厚度的实验，对施釉面积同样大小的几块坯料，施加不同重量的釉浆。实验结果见表3。

表3　釉层厚度对结晶的影响

由表3中实验结果可知，釉层厚度直接影响晶核形成和晶体成长。配方相同，烧成制度相同，釉层厚度不同的釉性能差异很大。若釉层过薄，晶核形成的界面相对较大，晶核发育的多，但釉中结晶剂数量少，晶体发育不起来。若釉层稍薄，则析晶难，且析出的晶花稀而小，发育不完整。若釉层稍厚，则釉高温流动性增加，流釉严重，造成产品釉层厚度不均，色差大，晶花立体方向发展，釉面凹凸不平。若釉层超厚，导致晶核太少，产生无晶，且产品釉面粗糙。

2.4 烧成制度对晶花形貌的影响

考察了氧化锌含量在20％、釉浆各组分混合球磨时间为30min和釉层厚度为0.5mm时，不同烧成制度对晶花形貌的影响。通过研究发现，在5h内由室温匀速升至1 230℃，然后急冷10min，使温度下降至1 080℃并保持120min，最后自然冷却至室温得到产品是最佳的烧成制度。在该烧成制度中，烧成最高温度偏高或偏低，都不利于硅酸锌晶花的形成。保温时间的长短直接影响晶花的大小和分布[6]。若烧成温度过低、保温时间过短，则晶核发育不起来，釉面无晶。若烧成温度过高、保温时间过长，则晶核较少，流釉严重，釉面发育不起来，釉面无晶。

2.5 器型与结晶的关系

为了考察器型与结晶的关系，实验中选取了选取了两种器型，一种是平面坯体，另一种是大肚花瓶坯体。研究发现，平面上的晶花大，垂直面上形成的晶花小而细密，结晶效

果均不理想。弧度大的器型使釉层熔融后停留时间长，在弧度处形成结晶的场所并使晶花生长，容易获得效果良好的结晶釉产品。因此，在器型设计时要巧妙利用结晶釉的这一特点，使产品的艺术效果和工艺效果两全其美。

3 结论

1）研制出适合骨质瓷用的硅酸锌结晶釉，釉浆中氧化锌质量分数约在20％时，结晶效果好；

2）釉浆中各组分的球磨时间为30min、施釉厚度为0.5mm时，结晶效果好；

3）析晶温度和保温时间影响产物结晶形貌，适合本结晶釉的析晶温度为1 080℃，保温时间为120min；

4）器型对结晶效果影响很大，弧度大的器型更有利于结晶的形成，产品的效果好。

【参考文献】

[1]吴渭阳.结晶釉彩画创作有感[J].陶瓷科学与艺术，2012: 49-51.

[2]李绮茹，尹德武，周永强，汪浙云.硅锌矿结晶釉的研究进展[J].材料导报网刊，2012， 72(9): 11-14.

[3]焦建新，苏良赫.硅锌矿结晶釉的结晶研究-釉熔体中球粒结晶动力学探讨[J].硅酸盐学报，1998，16(1): 19～26.

[4]裴新美，刘小娟.结晶釉的研究进展[J].江苏陶瓷，2007，40(6): 21-24.

[5]梁爱明，魏明坤.结晶系列釉研制过程中值得注意的几个问题[J].经验交流，2002，35(4): 29-32.

[6]张阔，孙国梁，徐兵.定位硅酸锌结晶釉析晶动力学研究[J].人工晶体学报，2009，38(5): 1251-1254.

Study of Zinc Silicate Crystalline Glaze for Born China

YANG Yonghong, ZHANG Dongmei
(Tangshan Polytechnic College, Tangshan 063200, China)

Abstract：Zinc silicate crystalline glaze for born china was prepared with basic glaze as principal raw material, ZnO as nucleation agent, and CuO as coloring agent.Recipe for crystal glaze, the effect of fineness, the effect of thickness, the firing system, shape of the ware on crystal were discussed.

Key words：born china; zinc silicate; crystalline glaze; preparation

作者简介：杨永红（1980-），女，河北邯郸人，博士，讲师，主研方向为陶瓷、化工材料。

基金项目:2013年唐山市科技计划项目“骨质瓷硅酸锌结晶机制研究”（项目编号：131302117b），主持人杨永红。

收稿日期：2016-02-01

中图分类号：TQ174

文献标识码：B

文章编号：1674-943X(2016)01-0005-02